Процессы заряда и разряда конденсатора

Министерство общего и профессионального образования               Российской  Федерации

Филиал УГТУ - УПИ в г. Краснотурьинске

Кафедраэлектротехники

ЛАБОРАТОРНАЯ   РАБОТА № 6.

Тема: Процессы заряда и разряда конденсатора.

             Преподаватель                                                        Федотова  Л. А.

             Группа                                                                     Т-23051КТ

             Студенты                                                                 Деминцев Д.С.

                                                                                               Юнгман А.А.      

                                                                                                Коньков Е.В.

  2004 г.

Цель работы: Приобретение навыков экспериментального исследования переходных процессов в электрической цепи.

Объект исследования: На стенде исследуются процессы медленного разряда и заряда конденсатора (цепь с большой постоянной времени) и процессы быстрого разряда конденсатора на индуктивность и сопротивление (цепь с малой постоянной времени).

Для изучения медленных переходных процессов разряд и заряд конденсатора осуществляется через большие сопротивления (сотни кОм). Токи разряда и заряда измеряются микроамперметром, а время – секундомером. Прочес быстрого заряда конденсатора на R, L – цепь (рис 2) наблюдается на экране осциллографа.

Программа работы:

1.  Определить экспериментальные зависимости i(t) при медленном разряде и заряде конденсатора через большие сопротивления.

2.  Рассчитать значения постоянных времени по данным экспериментов, построить кривые напряжения на конденсаторе при разряде и заряде.

3.  Снять осциллограммы токов быстрого разряда конденсатора на R,L – цепь для колебательного и апериодического переходных процессов.

4.  Определить период, угловую частоту  и декремент колебания, для апериодического процесса – величину и время наступления максимального значения тока.

С₁=100 мкФ

С₂=20 мкФ

R₁=470 кОм

R₂=560 кОм

Uco=24,5 В

                                                                                                                              Таблица 1.

Разряд конденсатора

t, c	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100	Премичание	№
i, мкА	48	40	32	27	22	18	15	12	10	7	5	R1=470 кОм, С1=100 мкФ	1
i, мкА	39	21	11	6	3,5	---	---	---	---	---	---	R2=560 кОм, С2=20 мкФ	2
i, мкА	48	22	9	4	---	---	---	---	---	---	---	R1=470 кОм, С2=20 мкФ	3

                                                                                                                               Таблица 2.

Заряд конденсатора

t, c	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100	Премичание	№
i, мкА	44	25	21	17	14	11	9	8	6	5	4	R1=470 кОм, С1=100 мкФ	4
i, мкА	34	12	7	3,5	2	---	---	---	---	---	---	R2=560 кОм, С2=20 мкФ	5
i, мкА	44	14	6	3	---	---	---	---	---	---	---	R1=470 кОм, С2=20 мкФ	6

Схема1:

Разряд №1

τ = 47с

τ

U

ic

Разряд №2

τ = 11,2с

U

ic

τ

Разряд №3

τ = 9,4с

τ

U

ic

Заряд №4

τ = 47с

τ

U

ic

Заряд №5

τ = 11,2с

U

τ

ic

Заряд №6

τ = 9,4с

τ

ic

U

при разряде     при заряде

τ = R·C

№	Из Графика – t, с	Из расчётов – t, с
1	47	47
2	11,2	11,2
3	9,4	9,4
4	47	47
5	11,2	11,2
6	9,4	9,4

III. Снятие осциллограмм токов быстрого разряда конденсатора на R, L.

Схема2:

Таблица 3.

№	Параметры цепи					Опытные данные			Расчётные величины
Rm	RL	R2	R	L	C	T	Δ	ω	T	Δ	ω
0 кОм	176 Ом	3 кОм	3176 Ом	0,755 Гн	0,01 мкФ	0,56	2,33	11314,88	0,56	3,25	11314,88
2 кОм	176 Ом	3 кОм	5176 Ом	0,755 Гн	0,01 мкФ	0,57	16,25	10986,37	0,57	7,06	10986,37

R = R_L+R_M+R₂

R_КР=2*(L/C)^0.5=17400 Ом

R_M=R_KP-R_L-R₂ =14200 Ом

               

      R₁=0 Ом

R₂=2 кОм

Из графика следует, что Т_1пр=0,56мс

Т_2пр=0,57 мс

ω1пр=11314,88 рад/с;

ω2пр=10986,37 рад/с;

Из графика

-0,0006

-0,0013

-0,0014

-0,00008

1

2

                

Апериодический процесс:

		Im

 

i = U/R₂=U/3000

Из графика I_m = -0,00073 А

                    t_m =  0,08 мс   

Из расчётов